JPH0979053A - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気マニホールド内の圧力が排気弁の開弁圧
を超えるのを防止するとともに、エンジンの広い運転領
域において排気マニホールド内の圧力をできる限り高め
て、大きな制動力が得られるようにし、かつ制動効果が
持続されるようにする。 【解決手段】 排気管内に設けた排気ブレーキ弁７に連
係され、かつ圧力流体が内部のピストン２２を低圧室２
１ｃ側に向かって移動することにより、前記排気ブレー
キ弁７を全閉方向に駆動する単動式の流体圧シリンダ６
と、排気ブレーキ作動直後のエンジンの回転数を検知す
る回転数検知手段１７と、該回転数検知手段１７が、エ
ンジンの回転数が予め定めた所定の回転数を超えたこと
を検知することにより、前記流体圧シリンダ６の低圧室
２１ｃ側に設けた空気抜き管２４と連通する通孔２８、
２９を全閉させるか又はその開口面積を絞り、低圧室２
１ｃ内の空気の排出量を規制する排出空気量調整手段２
６、３６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大型ディー
ゼル車等に装着される排気ブレーキ装置に係り、特に、
排気ブレーキ弁を流体圧シリンダを用いて作動させるよ
うにした排気ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ブレーキ装置は、いわゆるエンジン
ブレーキ使用時の制動効果を高めるものであり、排気管
に設けたバタフライ型の排気ブレーキ弁を作動させて管
路を閉塞し、エンジンをコンプレッサとして作用させる
ことにより制動力が得られる。このような排気ブレーキ
装置において、排気ブレーキ弁を開閉させる手段とし
て、圧縮空気により作動させられるエアシリンダが用い
られるのが一般的である。これは、操作が確実で且つ安
価であるからである。

【０００３】図４は、通常用いられている排気ブレーキ
装置の概略系統図を示す。これを簡単に説明すると、
(１)は、エンジン(２)の排気マニホールド、(３)は、排
気マニホールド(１)に連結された排気管、(４)は吸気マ
ニホールド、(５)は、吸気マニホールド(４)に連結され
た吸気管である。

【０００４】排気管(３)と吸気管(５)とには、エアシリ
ンダ(６)(６)により作動させられる排気ブレーキ弁(７)
とインテークシャッタ(８)とが、それぞれ設けられてい
る。各エアシリンダ(６)には、エアタンク(９)内の圧縮
空気が、電磁弁(10)を介して同時に供給されるようにな
っている。(11)は、電磁弁(10)を作動させるアクセルス
イッチである。

【０００５】上記従来の排気ブレーキ装置において、図
示しない排気ブレーキスイッチをONにした状態で、アク
セルペダル(12)から足を離すと、アクセルスイッチ(11)
が作動して、電磁弁(10)が開弁させられる。すると、エ
アタンク(９)内の圧縮空気が両エアシリンダ(６)(６)に
供給されて、排気ブレーキ弁(７)とインテークシャッタ
(８)とは同時に閉じられる。

【０００６】インテークシャッタ(８)は、排気ブレーキ
の作動中に空気が逆流して不快な騒音が発生するのを防
ぐためのもので、空気を継続してシリンダ内に供給する
ために、完全に閉じられるものではない。

【０００７】排気ブレーキ弁(７)が閉じられると、排気
マニホールド(１)内の空気が圧縮されて圧力が高まり、
エンジン(２)がコンプレッサとして作用するようになる
ので、大きな制動効果が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような排気ブレー
キ装置において、車輌の全運転領域において、より大き
な制動力を得るためには、排気ブレーキ弁(７)を急速に
全閉して、排気マニホールド(１)内の圧力を高める必要
がある。

【０００９】しかし、排気ブレーキ使用時における排気
マニホールド(１)内の圧力は、エンジンの回転数に比例
して高くなるため、高速運転時において、排気ブレーキ
弁(７)を完全に閉じてしまうと、排気マニホールド(１)
内の圧力が、排気弁(13)のバルブスプリング(図示省略)
のセット荷重以上に高まり、排気弁(13)が強制的に開弁
させられて、大量の空気が吸気マニホールド(４)側に逆
流し、大きな騒音を発したり、排気弁(13)がピストン頭
部に当接してそれらを破損させたりする不具合が発生す
る。

【００１０】そこで従来は、例えば排気ブレーキ弁(７)
の回動範囲を規制するなどして、排気ブレーキ弁が完全
に閉じないようにし、エンジンが高速回転している場合
でも、排気マニホールド内の圧力が排気弁(13)の開弁圧
に達しないようにしている。

【００１１】しかし、このようにすると、エンジンが高
速回転している場合は、排気マニホールド内の圧力も十
分に高く、排気ブレーキの利き具合に特に問題はない
が、エンジンが低速回転になればなる程、排気ブレーキ
を作動させた際の排気マニホールド内の圧力は低くな
り、大きな制動力を得ることができなくなる。

【００１２】また、排気ブレーキ弁を完全に閉じないよ
うにすると、排気ブレーキを一定時間連続して作動し続
けた際に、排気マニホールド内の圧力が次第に低下する
ため、制動効果が持続しないという問題もある。

【００１３】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたもので、排気マニホールド内の圧力が排気弁の開
弁圧を超えるのを防止するとともに、エンジンの広い運
転領域において排気マニホールド内の圧力をできる限り
高めて、大きな制動力が得られるようにし、かつ制動効
果が持続されるようにした排気ブレーキ装置を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) 排気管内に設けた排気ブレーキ弁に連係され、か
つ圧力流体が内部のピストンを低圧室側に向かって移動
することにより、前記排気ブレーキ弁を全閉方向に駆動
する単動式の流体圧シリンダと、排気ブレーキ作動直後
のエンジンの回転数を検知する回転数検知手段と、該回
転数検知手段が、エンジンの回転数が予め定めた所定の
回転数を超えたことを検知することにより、前記流体圧
シリンダの低圧室側に設けた空気抜き孔を全閉させるか
又はその開口面積を絞り、低圧室内の空気の排出量を規
制する排出空気量調整手段とを備える。

【００１５】(２) 上記(１)項において、排出空気調整
手段が、空気抜き孔を開閉する可動閉塞板と、この可動
閉塞板を往復移動させるアクチュエータとよりなるもの
とする。

【００１６】(３) 上記(２)項において、アクチュエー
タをステッピングモータとする。

【００１７】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、排気ブレーキ作動時の排気マニホールド内の圧力を
検知する圧力センサを設け、該圧力センサが、排気マニ
ホールド内の圧力が所定圧に低下したことを検知するこ
とにより、排出空気調整手段が空気抜き孔の開口面積を
大とするようにする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
に基づいて説明する。なお、前述した従来例と同様の部
材には、同じ符号を付すにとどめて、その詳細な説明は
省略する。

【００１９】図１は、本発明の排気ブレーキ装置の概略
系統図を示す。排気管(３)の上流側に接続された円筒形
の弁箱(14)内には、従来と同様、楕円板状をなすバタフ
ライ型の排気ブレーキ弁(７)が、図２において仮想線で
示す全開位置と、実線で示す全閉位置との間を回動しう
るように収容されている。

【００２０】弁箱(14)の上流側に接続された排気管(15)
には、排気ブレーキ作動時における排気マニホールド
(１)及び排気管(15)内の圧力を検知する圧力センサ(16)
が設けられている。(17)は、排気ブレーキ作動直後のエ
ンジンの回転数を検知するタコメータ(回転数検知手段)
で、タコメータ(17)と圧力センサ(16)とは、制御装置(1
8)と電気的に接続されている。

【００２１】タコメータ(17)は、エンジンの回転数が予
め定めた回転数を超えたときに、制御装置(18)に信号を
発し、また圧力センサ(16)は、排気マニホールド(１)内
の圧力が所定圧以下となったときに制御装置(18)に信号
を発するようになっている。

【００２２】排気ブレーキ弁(７)は、図２に詳細を示す
ように、弁箱(14)より突出させた弁軸(19)の一端が、駆
動レバー(20)を介して、単動式のエアシリンダ(21)のピ
ストンロッド(21a)に連結されており、エアシリンダ(2
1)には、電磁弁(10)を介して、圧縮空気が供給されるよ
うになっている。

【００２３】エアシリンダ(21)の内部には、左右方向に
摺動可能なピストン(22)と、このピストン(22)を常時左
方に付勢するリターンばね(圧縮コイルばね)(23)とが収
容されている。エアタンク(９)より高圧室(21b)に圧縮
空気が供給されると、ピストン(22)は、リターンばね(2
3)に抗して最前限位置(図２の実線示の位置)まで移動さ
せられ、この際ピストンロッド(21a)がストッパ(図示
略)と当接する位置まで最大限突出することにより、排
気ブレーキ弁(７)は全閉される。また、圧縮空気の供給
が停止されて、ピストン(22)が最後限位置(図２の想像
線の位置)まで移動すると、排気ブレーキ弁(７)は全開
位置まで回動される。

【００２４】エアシリンダ(21)の周壁上面には、低圧室
(21c)内の空気を外部に排出するための空気抜き管(24)
が上向きとして連設され、その内周面に形成されためね
じ孔(24a)には、孔あきボルト(25)を介して、低圧室(21
c)内の空気の排出量を規制する排出空気調整器(以下調
整器と略称する)(26)が取付けられている。

【００２５】調整器(26)は、中空の円筒体をなし、その
内部は、上下２枚の仕切板(26a)(26b)により仕切られて
おり、仕切板(26a)(26b)間には、外部と連通する水平方
向を向くスリット状の間隙(27)が形成され、この間隙(2
7)には、後述する可動閉塞板(32)が摺動自在に嵌合され
ている。

【００２６】上下の仕切板(26a)の中央には、円形の通
孔(28)(29)が穿設され、また調整器(26)の上壁(26c)に
は、防塵フィルタ(31)により覆われた通孔(30)が設けて
ある。通常、上記通孔(28)(29)は開放されており、ピス
トン(22)が右方へ移動した際において、低圧室(21c)内
の空気が通孔(28)(29)及び通孔(30)から外部に排出され
ることによりので、低圧室(21c)内の空気が圧縮される
のが防止され、ピストン(22)は円滑に移動することがで
きる。

【００２７】(32)は、間隙(27)に嵌合された可動閉塞板
で、その基端は、内周面にめねじ孔(34)を有する水平を
なす移動スリーブ(33)の先端に固着されており、めねじ
孔(34)には、ステッピングモータ(36)の回転軸(36a)に
同軸をなして連結されたねじ棒(35)が螺合している。

【００２８】ステッピングモータ(36)は、制御装置(18)
と電気的に接続されており、制御装置(18)からの信号に
より、正逆方向に回転することができる。

【００２９】ステッピングモータ(36)が図３において矢
印方向に正転すると、ねじ棒(35)と螺合している移動ス
リーブ(34)がねじ送り作用により左方に前進することに
より、それに固着された可動閉塞板(32)は、右限に位置
している原位置から、通孔(28)(29)を完全に閉塞する位
置まで左方に移動させられる。

【００３０】一方、ステッピングモータ(26)が逆転する
と、図２に示すように、閉塞板(32)は通孔(28)(29)を開
放する原位置まで後退する。

【００３１】(38)は、エアシリンダ(21)の下部周壁に穿
設された吸気口(37)を開閉するための板ばね状のリード
弁で、常時はエアシリンダ(21)の内周面に密着すること
により、吸気口(37)を閉塞している。上記閉塞板(32)が
通孔(28)(29)を閉じているときにピストン(22)が後退
し、低圧室(21c)内の圧力が減圧されたとき、想像線の
ように撓んで吸気口(37)を開口させ、外部の空気を低圧
室(21c)内に吸引することにより、ピストン(22)は円滑
に後退することができる。

【００３２】上記実施例の排気ブレーキ装置において、
排気ブレーキを作動させるべく、アクセルペダル(12)よ
り足を離すと、アクセルスイッチ(11)により電磁弁(10)
が作動させられて、エアシリンダ(６)(21)へ同時に圧縮
空気が供給され、吸気シャッタ(８)及び排気ブレーキ弁
(７)が共に閉じられる。

【００３３】この際、排気ブレーキ作動直後のエンジン
の回転数が、予め定めた回転数より低い中、低速回転領
域であることをタコメータ(17)が検知しているときに
は、制御装置(18)よりステッピングモータ(36)へ信号が
発せられないので、可動閉塞板(32)は右方の原位置にあ
り、調整器(26)内の通孔(28)(29)は開放される。従っ
て、エアシリンダ(21)内のピストン(22)は、低圧室(21
c)内の空気を上記通孔(28)(29)を通して抵抗なく外部に
排出しながら、右限位置まで支障なく移動することがで
きるため、排気ブレーキ弁(７)は全閉される(図２の状
態)。

【００３４】その結果、排気マニホールド(１)内の圧力
は、中、低速回転でも従来に比べて高くなるので、制動
力が低下することはない。また、管路は排気ブレーキ弁
(７)により完全に閉塞されているので、圧縮された空気
の外部への漏出量は極めて少なく、排気マニホールド
(１)内の圧力低下が抑えられることにより、制動効果が
持続する。

【００３５】タコメータ(17)により、エンジンが予め定
めた所定の回転数よりも高い高速回転領域であることを
検知しているときには、制御装置(18)からステッピング
モータ(36)に信号が発せられ、ステッピングモータ(36)
が正転する。これにより、可動閉塞板(32)は左方へ移動
し、調整器(26)の通孔(28)(29)は完全に閉塞される(図
３の実線の状態)。

【００３６】この状態で排気ブレーキを作動させ、エア
シリンダ(21)内のピストン(22)が右方に移動すると、低
圧室(21c)内の空気は圧縮され、その圧縮抵抗によりピ
ストン(22)は最前限位置まで移動することができなくな
る。その結果、図３に示すように、ピストン(21a)の最
大突出量が規制されるので、排気ブレーキ作動直後に排
気ブレーキ弁(７)は完全に閉じず、従って排気マニホー
ルド(１)内の圧力上昇が鈍化することにより、排気弁(1
3)が強制的に開弁されるのが防止される。

【００３７】排気ブレーキを一定時間連続して作動させ
続け、その制動効果により車速及びエンジンの回転数が
次第に低下して、排気マニホールド(１)内の圧力が予め
定めた所定圧まで低下すると、圧力センサ(16)がこれを
検知して、制御装置(18)よりステッピングモータ(36)に
パルス信号を送り、ステッピングモータ(36)を所定の回
転数だけ逆転させる。

【００３８】ステッピングモータ(36)が逆転すると、そ
れまで調整器(26)の通孔(28)(29)を閉塞していた可動閉
塞板(32)が右方に移動し、通孔(28)(29)をわずかに開口
する。これにより、低圧室(21c)内の圧縮されていた空
気が外部に排出され、ピストン(22)は若干前進する。そ
の結果、排気ブレーキ弁(７)が全閉方向にわずかに回動
し、排気マニホールド(１)内の圧力は再度上昇する。

【００３９】車速の低下により再び排気マニホールド
(１)内の圧力が所定圧まで低下すると、上述と同様の作
動により、通孔(28)(29)がさらに開口して、排気ブレー
キ弁(７)がさらに全閉方向に回動し、排気マニホールド
(１)内の圧力が低下し過ぎるのを防止する。

【００４０】このような作動を、通孔(28)(29)が完全に
開口するまで繰り返すことにより、排気ブレーキ作動中
における排気マニホールド(１)内の圧力低下が抑えら
れ、制動効果を持続させたことができる。

【００４１】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えばエンジンの高速回転領域において、通孔
(28)(29)が極く僅かに開口されるように、ステッピング
モータ(36)により可動閉塞板(32)を制御するようにして
もよい。この際にも、上記と同様、低圧室(21c)内の空
気の排出量が規制され、ピストン(22)の右方への移動が
制限されるので、排気ブレーキの作動直後に排気ブレー
キ弁(７)が全閉されることなく、従って排気弁(13)が強
制的に開弁されるのが防止される。その後、時間の経過
とともに低圧室(21c)内の空気が少しずつ排出されるた
め、ピストン(22)は前限位置まで移動し、排気ブレーキ
弁(７)は徐々に全閉される。その結果、排気マニホール
ド(１)内の圧力低下も緩やかとなり、その間、制動効果
が持続される。

【００４２】なお、このような制御方式とする際には、
圧力センサ(16)を省略しうるとともに、可動閉塞板(32)
を作動させるアクチュエータは、上記ステッピングモー
タ(36)に代えて、電磁ソレノイド等でもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 (ａ) エンジンの高速回転時に排気ブレーキを作動させ
ても、排気ブレーキ弁は若干開いているので、排気マニ
ホールド内の圧力が排気弁の開弁圧に達して、これが強
制的に開弁されるおそれはない。また、エンジンの回転
数が比較的低回転のときには、排気ブレーキ弁は全閉さ
れるので、排気マニホールド内の圧力低下が抑えられ、
従来に比べて、大きな制動力が得られる。

【００４４】(ｂ) 請求項２記載の発明のようにする
と、排出空気調整手段の構成が簡単となる。

【００４５】(ｃ) 請求項３記載の発明のようにする
と、空気抜き孔の開口面積を細かく制御しうる。

【００４６】(ｄ) 請求項４記載の発明のようにする
と、排気ブレーキを一定時間連続して作動させている際
に、徐々に低下する排気マニホールド内の圧力を、再度
上昇させることができるので、排気マニホールド内は高
い状態で維持され、制動効果が持続される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略系統図である。

【図２】同じく通孔を開いたときのエアシリンダ及び排
気管の要部の拡大縦断面図である。

【図３】同じく通孔を閉じたときのエアシリンダ及び排
気管の要部の拡大縦断面図である。

【図４】従来の装置を示す概略系統図である。

【符号の説明】

(１)排気マニホールド (２)エンジン (３)排気管 (４)吸気マニホールド (５)吸気管 (６)エアシリンダ (７)排気ブレーキ弁 (８)インテークシャッタ (９)エアタンク (10)電磁弁 (11)アクセルスイッチ (12)アクセルペダル (13)排気弁 (14)弁箱 (15)排気管 (16)圧力センサ (17)タコメータ(回転数検知手段) (18)制御装置 (19)弁軸 (20)駆動レバー (21)エアシリンダ(流体圧シリンダ) (21a)ピストンロッド (21b)高圧室 (21c)低圧室 (22)ピストン (23)リターンばね (24)空気抜き管(空気抜き孔) (24a)めねじ孔 (25)孔あきボルト (26)排出空気調整器(排出空気調整手段) (26a)(26b)仕切板 (26c)上壁 (27)間隙 (28)(29)(30)通孔 (31)防塵フィルタ (32)可動閉塞板 (33)移動スリーブ (34)ねじ孔 (35)ねじ棒 (36)ステッピングモータ(排出空気調整手段) (36a)回転軸 (37)吸気口 (38)リード弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気管内に設けた排気ブレーキ弁に連係
   され、かつ圧力流体が内部のピストンを低圧室側に向か
   って移動することにより、前記排気ブレーキ弁を全閉方
   向に駆動する単動式の流体圧シリンダと、 排気ブレーキ作動直後のエンジンの回転数を検知する回
   転数検知手段と、 該回転数検知手段が、エンジンの回転数が予め定めた所
   定の回転数を超えたことを検知することにより、前記流
   体圧シリンダの低圧室側に設けた空気抜き孔を全閉させ
   るか又はその開口面積を絞り、低圧室内の空気の排出量
   を規制する排出空気量調整手段とを備えることを特徴と
   する排気ブレーキ装置。
2. 【請求項２】 排出空気調整手段が、空気抜き孔を開閉
   する可動閉塞板と、この可動閉塞板を往復移動させるア
   クチュエータとよりなるものであることを特徴とする請
   求項１記載の排気ブレーキ装置。
3. 【請求項３】 アクチュエータがステッピングモータで
   あることを特徴とする請求項２記載の排気ブレーキ装
   置。
4. 【請求項４】 排気ブレーキ作動時の排気マニホールド
   内の圧力を検知する圧力センサを設け、該圧力センサ
   が、排気マニホールド内の圧力が所定圧に低下したこと
   を検知することにより、排出空気調整手段が空気抜き孔
   の開口面積を大とするようにしたことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の排気ブレーキ装置。